犬は、なぜ舌を出してハアハアするの?
― 汗をかけない体は、息で水を蒸発させています
暑い日の犬は、舌を出して速い息をくり返します。苦しそうに見えますが、あれは犬なりの「汗」です。人が肌でしている冷やし方を、犬は息の通り道でしています。
夏の夕方、散歩から帰ってきた犬が、玄関で舌をだらりと出しています。ハッハッハッと、息が止まらないほど速くなっています。
一緒に歩いた人は、首すじに汗をかいています。ところが犬の背中をなでても、毛はほとんど湿っていません。
同じ道を同じだけ歩いたのに、人は汗をかき、犬は息を荒くする。体の冷やし方が、そもそも違うのです。
理由は2つだけ
体を冷やすための汗の出口は、犬では肉球にほぼ限られます。毛におおわれた体の表面からは、熱を逃がす汗がほとんど出ません。
ぬれた舌や鼻の中に空気をどんどん通すと、水が蒸発して熱を奪います。速い息は、その空気の入れ替えを増やすためのものです。
水が蒸発するときに熱を奪う、というしくみ自体は、人の汗と同じです。違うのは「どこで蒸発させるか」です。順番に見ていきましょう。
人は肌で、犬は息の通り道で冷やしている
水は、蒸発するときにまわりから大きな熱を持っていきます。お風呂上がりにぬれたままでいると寒くなるのは、このためです。人は汗を全身の肌に広げ、その広い面積で蒸発させて体を冷やします。
犬の体は毛でおおわれています。毛の中の空気は動きにくく、肌に汗が出ても乾きにくい構造です。そこで犬は、肌の代わりに「息の通り道」を冷やす場所に使います。図1を見てください。
研究では、暑いときの犬は主に鼻から空気を吸い、口から吐き出すことが確かめられています。鼻の中は入り組んだ形で、表面がいつもぬれています。吸った空気はここで水を受け取り、吐く息は長く出した舌の上を通ります。空気が一方向に流れるので、ぬれた面の上をいつも新しい乾いた空気が通り、蒸発が止まりにくいのです。
なぜ、あんなに浅く速い息なの?
ふだんの犬の呼吸は、1分間に数十回ほどです。暑いときのハアハアは、1分間に300回前後に達することがあるとされています。深く吸うのではなく、浅い息を何度もくり返すのが特徴です。
浅い息には、はっきりした利点があります。浅い息で動く空気は、主に鼻・のど・気管の中を行き来するだけで、肺の奥まではあまり届きません。冷やしたいのはぬれた通り道なので、それで十分です。もし深い息を速くすると、血の中の二酸化炭素を吐き出しすぎて、体の具合が悪くなってしまいます。浅く速い息は、冷やすことと息の成分を保つことを両立させています。
もう一つの工夫が、リズムです。胸や肺は、ゆすると一定のテンポで揺れやすい性質を持ちます。犬はそのテンポに合わせて息をするので、少ない筋肉の力で速い呼吸を続けられると考えられています。ブランコを、揺れに合わせて押すのと同じ理屈です。
馬は人と同じく、全身から大量の汗をかきます。ネコは犬と同じく汗が肉球に限られ、なめた毛のつばを蒸発させて冷やします。汗をほとんどかけない豚は、泥や水たまりに体をひたして、ぬれた体から熱を逃がします。鳥は汗腺を持たず、のどを小刻みに震わせて冷やす種類が多くいます。ゾウは、血管の多い大きな耳をあおいで熱を捨てます。
蒸発で冷やすしくみは、まわりの空気が湿っていると働きが落ちます。犬は人より冷やせる面積がずっと小さいので、その影響を強く受けます。鼻の短い犬種は、鼻の中のぬれた面も狭くなりがちです。暑く湿った日は散歩を涼しい時間帯にし、閉めきった車内には短時間でも残さないでください。ぐったりして呼びかけに反応が鈍いときは、体を冷やしながらすぐに動物病院へ連絡してください。
まとめ
犬は、人のように全身で汗をかけません。その代わりに、鼻から吸って口から吐く息で、ぬれた鼻の中と舌の水を蒸発させて体を冷やしています。浅く速い息は、冷やす力を高めつつ、息の成分を崩さないための工夫です。
人は肌で汗をかき、
犬は息で汗をかいている。
蒸発が熱を奪うしくみは扇風機の風が涼しく感じる理由で、体の大きさと熱の逃げ方の関係は小さい動物ほど食べ続ける理由でくわしく紹介しています。車の中がどれほど暑くなるかは日なたに停めた車の中の暑さ、足先から熱を逃がさない鳥の工夫はカモの足が凍らない理由も読んでみてください。
- 犬を飼っている人は、涼しい部屋で休んでいるときに、1分間の息の回数を数えてみましょう。胸やおなかの上下を1回と数えます。
- 散歩のあとなど、ハアハアしているときにも同じように数えます。数えきれないほど速ければ、15秒だけ数えて4倍にします。
- 犬がいない人は、片手の甲だけを水でぬらし、両手に同じ強さで息を吹きかけてみましょう。ぬれた手だけがひんやりするはずです。
ぬれた手が冷えるのは、息の風で水が蒸発して熱を奪うからです。犬の舌の上でも、同じことが1分間に何百回も起きています。犬の体に無理をさせて確かめるのはやめましょう。
もっと知りたい人へ ― 用語・数式・教科書とのつながり中学理科から大学の専門科目まで、どのレベルの話かを明示しています
- 中学中学校の理科で習う範囲
- 高校高校の「物理基礎」「生物基礎」で習う範囲
- 高校+高校の発展、または教科書のコラム扱いの内容
- 大学高校では習わない、大学の専門科目(動物生理学・熱力学)の内容
- 研究大学でも「定説」として教わらない、いま研究者が調べている最中の話
中学用語:この現象には名前があります
- あえぎ呼吸(パンティング):暑いときに、浅く速い息で体の熱を捨てる呼吸のしかた。
- 気化熱(蒸発熱):液体が気体に変わるときに、まわりから奪う熱。
- エクリン汗腺:体温を下げるための、水の多い汗を出す汗腺。人では全身にあり、犬では主に肉球にあります。
- 死腔:鼻から気管までのように、空気は通るが肺の奥での気体の交換にはかかわらない通り道の部分。
中学高校式で確かめる:水をどれだけ蒸発させれば、体温が1℃下がる?
体重10キログラムの犬を例に、体温を1℃下げるのに必要な熱と、それを奪うのに必要な水の量を見積もります。記号は使わず、数値だけで追います。単位は、熱がジュール、水の量がグラムです。
| 犬の体重 | 10キログラム(10000グラム) |
| 体1グラムを1℃温めるのに要る熱(体の比熱) | 約3.5ジュールとされています |
| 体温付近で水1グラムが蒸発するときに奪う熱 | 約2400ジュール |
| 体温を1℃下げるのに捨てる熱 | 10000 × 3.5 = 35000 ジュール |
| それを奪うのに要る水の量 | 35000 ÷ 2400 ≒ 14.6 グラム |
| 同じ熱を、体温と同じ温度の水で捨てるなら(蒸発との比) | 2400 ÷ 3.5 ≒ 686 倍 |
大さじ1杯ほど、約15グラムの水が蒸発するだけで、10キログラムの体を1℃冷やせる計算です。ただし、実際には運動や日ざしで熱が入り続けます。息の水分がすべて舌や鼻から来るわけでもないので、これは上限に近い目安です。
高校高校+浅い息と、揺れやすいテンポ
高校1回の息で出入りする空気のうち、鼻から気管までにとどまる分は肺での気体の交換に使われません。浅い息では、この通り道の空気が行き来する割合が大きくなります。そのため、息の回数を大きく増やしても、血の中の二酸化炭素は吐き出されすぎにくいのです。
高校+胸と肺は、ばねと重りのように、決まったテンポで揺れやすい性質を持ちます。そのテンポに合わせて息をすると、少ない力で大きく空気を動かせます。1960年代の犬の研究で、あえぎ呼吸の回数がこのテンポに近いことが報告されました。ブランコの共振と同じ考え方です。
大学一方向の気流と、熱の回収
暑さが強まると、犬は鼻から吸って口から吐く割合を増やすとされています。鼻の中の複雑な骨のひだは、ぬれた粘膜の面積を広げています。ふだんの呼吸では、吐く息が鼻を通るときに水分と熱をある程度取り戻し、乾燥を防ぎます。暑いときは吐く息を口へ回すことで、この回収を止め、熱と水を外へ捨てる向きに切り替えていると考えられています。鼻の外側には水を出す腺があり、吸気の蒸発を支えていると報告されています。
研究まだはっきりとはわかっていないこと
- 犬種による冷やす力の差。 鼻の短い犬種で暑さに弱い傾向が報告されていますが、鼻の形・体格・毛の量のどれがどれだけ効くのかは、まだ整理の途中です。
- 脳を守る冷やし方。 鼻で冷えた血が、脳へ向かう血を冷やしているという考えがあります。犬でどの程度はたらいているかは、研究によって見方が分かれています。
- 暑さへの慣れ。 人は暑さに慣れると汗の出方が変わります。犬で、あえぎ呼吸の効率が慣れによってどう変わるかは、十分には分かっていません。
つまりこの記事の内容も、「いまわかっている範囲での説明」です。蒸発で冷やすという基本は確かですが、犬の体のどこがどれだけ効いているかの細部は、いまも調べられています。
教科書とのつながり(レベル別)
| レベル | 科目・単元 | この記事のどこ |
|---|---|---|
| 中学 | 理科:状態変化と熱、動物の呼吸 | 水が蒸発すると熱を奪うこと |
| 高校 | 物理基礎:熱量と比熱/生物基礎:恒常性 | 体温を1℃下げる計算、浅い息のしくみ |
| 高校+ | 物理:単振動と共振 | 揺れやすいテンポに合わせた呼吸 |
| 大学 | 動物生理学:体温調節と呼吸 | 一方向の気流、鼻での熱と水の回収 |
| 研究 | 比較生理学・獣医学 | 犬種差、脳の冷却、暑さへの慣れ |
| ― | 生活とのつながり | 暑い日の散歩の時間帯、車内に残さないこと |
- Schmidt-Nielsen, K., Bretz, W. L., Taylor, C. R. (1970) Panting in dogs: unidirectional air flow over evaporative surfaces. Science, 169, 1102–1104.
- Crawford, E. C. (1962) Mechanical aspects of panting in dogs. Journal of Applied Physiology, 17, 249–251.
- シュミット=ニールセン『動物生理学 ― 環境への適応』(東京大学出版会)
- 国立天文台 編『理科年表』(丸善出版)― 水の蒸発熱
※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。犬の体調の判断は、かかりつけの獣医師に相談してください。